题目内容
【题目】一个质量为m的小球从空中某位置静止释放,0﹣t0时间内加竖直向上的恒力F1,小球能加速上升;t0时刻撤去外力,2t0时刻小球回到了松手释放的位置;2t0﹣3t0时间内,小球在重力作用下持续运动:3t0﹣4t0时间内重新加竖直向上的恒力F2(F2>F1,F2与F1均为未知量),4t0时刻小球再次回到第一次撤去外力位置。全程不计空气阻力,已知重力加速度为g,求:
(1)从释放到第一次撤去外力,恒力F1所做的功?
(2)F1与F2大小之比?
【答案】(1) (2)4:21
【解析】
(1)取竖直向上为正方向。在0﹣t0时间内,根据牛顿第二定律和运动学可知:
F1﹣mg=ma
v1=a1t1
同理 t0﹣2t0时间内,有:
据题有:x2=﹣x1。
联立可得:
即为:
因此,从释放到第一次撤去外力,恒力F1所做的功为:
(2)2t0﹣3t0时间内,初速度为:
末速度为
位移为:
3t0﹣4t0时间内,有:
解得:
a3=6g
由牛顿第二定律得:
F2﹣mg=ma3
解得:
F2=7mg
即:
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